基于双承载拱的巷道再生顶板控制机理 被引量：7

1

作者 马文强 王同旭 +1 位作者 江东海 曲孔典 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第1期47-53,共7页

为实现对巷道再生顶板的有效控制,基于再生顶板现场观测和"三带"高度的理论计算,建立巷道再生顶板修正普氏拱力学模型和数值模型,推导了修正普氏拱的曲线方程及矢高的表达式,模拟分析了再生顶板下巷道断面的优势形状及锚喷支... 为实现对巷道再生顶板的有效控制,基于再生顶板现场观测和"三带"高度的理论计算,建立巷道再生顶板修正普氏拱力学模型和数值模型,推导了修正普氏拱的曲线方程及矢高的表达式,模拟分析了再生顶板下巷道断面的优势形状及锚喷支护效果,并对现场锚喷支护巷道进行了顶底板移近量观测。结果表明:无留顶掘巷后若短期内无支护,再生顶板下沉后出现第一承载拱,即修正普氏拱,拱的矢高b是岩石坚固性系数f和侧向压力p的减函数,是巷道半跨度a的增函数;再生顶板下留顶掘巷的断面形状宜为直墙圆拱,锚喷支护与巷道拱顶组合形成第二承载拱,"双拱"结构有效控制了再生顶板的变形破坏,具有让抗结合、协调变形的控制机制;现场试验后巷道顶板收敛变形较小,可满足正常生产需要。 展开更多

关键词 再生顶板 承载拱 普氏拱 锚喷支护 控制机理

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厚松散层综采工作面支架工作阻力的确定 被引量：2

2

作者 周绍廷 《煤炭科技》 2012年第4期29-31,共3页

厚松散层移动特点为静压大、动压小,地表移动破坏特征为移动快、变形大。从理论分析的角度解释了出现该情况的原因,并在此基础上,依据普氏压力拱理论,计算出砂岩垮落步距与成拱跨度相耦合时的支架工作阻力。

关键词 厚松散层 普氏拱 垮落 支架工作阻力

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厚松散层大采高条件下围岩拱形垮落的运动规律 被引量：1

3

作者 王寅浩 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2014年第8期221-223,共3页

厚松散层岩层的移动特点为薄基岩与厚松散层的相互耦合效应,具体表现为在松散层足够厚时,松散层会随薄基岩的周期性垮落而呈现周期性的拱结构特征,拱结构的存在可以避免上覆岩层全部作用在支架上;但是如果松散层厚度不够,在开采到一定... 厚松散层岩层的移动特点为薄基岩与厚松散层的相互耦合效应,具体表现为在松散层足够厚时,松散层会随薄基岩的周期性垮落而呈现周期性的拱结构特征,拱结构的存在可以避免上覆岩层全部作用在支架上;但是如果松散层厚度不够,在开采到一定程度时,松散层会呈现整体性的垮落,这时松散层整层的重力会以一定的承载系数传递至支架上,易造成支架压力的增大,甚至发生压架事故。基于此,得出形成有效拱的最小松散层厚度为70 m,并计算该条件下的支架工作阻力。 展开更多

关键词 厚松散层 普氏拱 岩层运动 支架工作阻力

原文传递

基于修正普氏拱的巷道锚杆支护技术 被引量：14

4

作者 鲁岩 邹喜正 刘长友 《采矿与安全工程学报》 EI 北大核心 2007年第4期461-464,共4页

为了对受到较大水平应力的巷道进行有效的支护,本文在考虑水平构造应力作用情况下,假设巷道周边的岩体为松散破碎岩体,分析了巷道周边自稳结构的形状,得到开挖巷道周边最终形成的修正普氏拱的方程.在此基础上,推导出巷道顶部和两帮的破... 为了对受到较大水平应力的巷道进行有效的支护,本文在考虑水平构造应力作用情况下,假设巷道周边的岩体为松散破碎岩体,分析了巷道周边自稳结构的形状,得到开挖巷道周边最终形成的修正普氏拱的方程.在此基础上,推导出巷道顶部和两帮的破碎范围与松动压力计算公式,为巷道的加固范围和支护强度计算提供了理论依据。在神火矿区新庄矿现场地应力测量值基础上,采用以上理论,进行巷道的锚杆支护设计,得到了很好的支护效果.并采用YZT-Ⅱ型岩层钻孔探测仪观测巷道周边的破碎状况,测量结果与采用修正普氏拱理论计算结果接近. 展开更多

关键词 修正普氏拱 松动压力 自稳结构 锚杆支护

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复杂充填体下残矿回采方案优化研究 被引量：10

5

作者 周可 张聪瑞 +3 位作者 帅金山 贺伟奇 任高峰 程瑞山 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第12期14-20,共7页

以湖北三鑫公司-370 m中段残留顶柱的安全经济回采为例,采用普氏拱理论对现有顶板稳定性进行分析。并结合开采现状,在现场测试的基础上,采用数值模拟的方法对4种回采方案的计算结果进行对比分析。最后得到不同方案下顶柱回采过程中采场... 以湖北三鑫公司-370 m中段残留顶柱的安全经济回采为例,采用普氏拱理论对现有顶板稳定性进行分析。并结合开采现状,在现场测试的基础上,采用数值模拟的方法对4种回采方案的计算结果进行对比分析。最后得到不同方案下顶柱回采过程中采场周围的位移、应力、塑性区的分布规律,并据此得出最优回采方案。结果表明:在10 m厚的顶柱中,第一层矿房尺寸采用4 m×4 m,第二层矿房尺寸采用4 m×5 m,顶部预留1 m矿体,并且均采用"隔二采一"的回采顺序能够有效地避免间柱中出现塑性区贯通。顶部的拉伸破坏区和塑性区限制在留设的1 m矿体中,上部充填体受到的影响较小。从而既保证了采场的安全稳定性,也最大限度地回采了顶柱资源。 展开更多

关键词 复杂充填体 顶底柱 普氏拱理论 数值模拟 回采方案优化

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下向进路充填采矿法人工假顶强度及配筋参数研究 被引量：6

6

作者 黄丹 郑志杰 崔松 《现代矿业》 CAS 2019年第9期43-46,55,共5页

构筑人工假顶是下向进路充填安全高效采矿的关键和前提,人工假顶充填体强度与配筋参数相互关联,直接决定着回采作业的安全性与经济性。通过建立顶板多层充填体普氏平衡拱模型,优化下向进路充填假顶所受荷载的计算方法;应用薄板理论及弹... 构筑人工假顶是下向进路充填安全高效采矿的关键和前提,人工假顶充填体强度与配筋参数相互关联,直接决定着回采作业的安全性与经济性。通过建立顶板多层充填体普氏平衡拱模型,优化下向进路充填假顶所受荷载的计算方法;应用薄板理论及弹性力学理论并结合下向进路充填采矿工艺,解析充填体假顶强度要求;将钢筋混凝土结构设计方法应用于下向进路充填假顶配筋率计算,形成下向充填采矿人工假顶强度及配筋率的整体方案。以某金银矿山大结构参数(5 m×5 m)回采进路为例,提出假顶厚2 m,充填体强度不小于5 MPa,Φ12 mm钢筋(HRB335)网度300 mm×300 mm,配筋率0.106%的技术要求,对合理构筑人工假顶和安全高效应用下向进路充填采矿法具有指导意义。 展开更多

关键词 下向进路充填人工假顶 充填体强度 配筋率 多层普氏拱模型 薄板理论 钢筋混凝土结构

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唐山矿托煤顶巷道支护参数设计与优化

7

作者 邹光华 张金彪 +2 位作者 辛楚冰 范清正 杨健男 《华北科技学院学报》 2024年第6期19-25,共7页

为研究深部托煤顶巷道围岩变形特征,以唐山矿0293工作面为背景,基于普氏拱理论分析了巷道围岩顶板及两帮的破坏深度,根据工作面赋存条件,采用FLAC3D软件模拟架棚和锚杆两种支护方式并进行对比,得到最佳的支护形式为“锚杆+锚索”。设定... 为研究深部托煤顶巷道围岩变形特征,以唐山矿0293工作面为背景,基于普氏拱理论分析了巷道围岩顶板及两帮的破坏深度,根据工作面赋存条件,采用FLAC3D软件模拟架棚和锚杆两种支护方式并进行对比,得到最佳的支护形式为“锚杆+锚索”。设定7种不同参数的锚杆支护方案,进一步进行模拟比较得到最优方案。研究结果表明:理论上0293工作面巷道顶板破坏深度在3.03 m,巷道两帮破坏深度在2.81 m;唐山矿托煤顶巷道围岩的煤体较软,具有较大的变形量,锚杆(索)对于巷道围岩变形的控制明显优于架棚支护。确定最优的托煤顶巷道支护方案为:顶锚杆间排距700 mm×700 mm,顶锚索间排距1400 mm×1400 mm,3根锚索,帮锚杆700 mm×700 mm,帮锚索4500 mm,每排2根时,对巷道围岩变形的控制效果最好。 展开更多

关键词 托煤顶巷道 普氏拱理论 数值模拟 锚杆支护 围岩变形控制

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露天转地下开采境界顶柱合理厚度留取研究 被引量：1

8

作者 姜定海 耿科 牟进城 《现代矿业》 CAS 2013年第5期113-114,119,共3页

针对露天转地下开采中境界顶柱的合理厚度留取的问题,依据王峪矿区实际情况和地质资料,通过力学模型的建立和力学参数的研究,结合材料力学法、普氏拱法和结构力学梁理论法,从而确定露天坑底开采境界顶柱留取的合理厚度,为露天转地下安... 针对露天转地下开采中境界顶柱的合理厚度留取的问题,依据王峪矿区实际情况和地质资料,通过力学模型的建立和力学参数的研究,结合材料力学法、普氏拱法和结构力学梁理论法,从而确定露天坑底开采境界顶柱留取的合理厚度,为露天转地下安全开采提供科学依据。 展开更多

关键词 露天转地下开采 境界顶柱厚度 材料力学法 普氏拱法 结构力学梁理论

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破碎覆岩回采巷道临界宽度研究

9

作者 李嘉峰 刘长武 +2 位作者 谢辉 刘德峰 蒋源 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期75-79,共5页

为有效控制破碎覆岩回采巷道变形,根据其赋存特征采用"工"字钢架棚支护技术,分析破碎覆岩普氏拱结构的形成原理和研究回采巷道临界宽度。针对破碎覆岩回采巷道围岩松碎、强度低和不具有可锚性等特点,采用普氏拱理论,计算回采... 为有效控制破碎覆岩回采巷道变形,根据其赋存特征采用"工"字钢架棚支护技术,分析破碎覆岩普氏拱结构的形成原理和研究回采巷道临界宽度。针对破碎覆岩回采巷道围岩松碎、强度低和不具有可锚性等特点,采用普氏拱理论,计算回采巷道围岩压力;当棚梁"工"字钢最大正应力等于"工"字钢屈服极限时推导出破碎覆岩条件下回采巷道临界宽度计算公式。以106煤矿为工程实例进行分析,结果表明:破碎覆岩回采巷道的合理临界宽度为4.4 m;增大支护强度和减小巷道高度可有效提高破碎覆岩回采巷道临界宽度;如果需要更大的巷道宽度,可通过降低棚间距或增大型钢型号方法实现。 展开更多

关键词 破碎覆岩 回采巷道 普氏拱理论 临界宽度

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首云Ⅲ矿带采空区顶板稳定性分析

10

作者 王德胜 孟宪 《中国化工贸易》 2012年第9期188-189,共2页

北京首云铁矿前期Ⅲ矿带采用分段空场法进行回采，分段高度20m，未来随着矿石回采也将成为空区。为防止下部回采过程中采空区破坏带来的巨大威胁，必须对空区顶板稳定性做出准确分析，为处理方案提供理论支持。空区顶板的稳定性是通过... 北京首云铁矿前期Ⅲ矿带采用分段空场法进行回采，分段高度20m，未来随着矿石回采也将成为空区。为防止下部回采过程中采空区破坏带来的巨大威胁，必须对空区顶板稳定性做出准确分析，为处理方案提供理论支持。空区顶板的稳定性是通过它的厚度是否大于最小安全厚度来判定的，最小安全厚度多采用类比法，本次方案设计用结构力学法、荷栽传递线交汇法、厚跨比法、普氏拱法、长宽比梁板法五种方法对Ⅲ矿带4采场、3采场和5采场产生的空场的顶板的最小安全厚度进行计算。 展开更多

关键词 采空区稳定性结构力学法荷栽传递线交汇法厚跨比法普氏拱法长宽比粱板法

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普氏压力拱理论的局限性 被引量：20

11

作者 郑颖人 邱陈瑜 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期1-8,共8页

普氏压力拱理论一直是我国隧道与地下工程设计的力学基础,但学界和工程界对此也有一定质疑,文章试图对此做些探索,以便澄清概念。通过应用有限元极限分析中的强度折减法和模型试验方法,分析了普氏压力拱的真实含意和形成条件,研究了洞... 普氏压力拱理论一直是我国隧道与地下工程设计的力学基础,但学界和工程界对此也有一定质疑,文章试图对此做些探索,以便澄清概念。通过应用有限元极限分析中的强度折减法和模型试验方法,分析了普氏压力拱的真实含意和形成条件,研究了洞跨、围岩强度与压力拱自稳的关系,研究了不同埋深条件下隧洞的破坏机理。结果表明:压力拱理论只在矩形和拱顶平缓以及围岩稳定且埋深不大的隧洞中才能成立;拱形隧洞不会形成压力拱;围岩强度太低,隧洞跨度太大,不会形成自稳的压力拱;围岩稳定性好,隧洞不会破坏,也不会形成压力拱;隧洞埋深较大时,两侧首先发生破坏,压力拱理论不起作用。 展开更多

关键词 普氏压力拱理论 压力拱 有限元强度折减法 深埋隧洞 浅埋隧洞

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崩落法转充填法隔离层安全厚度的确定 被引量：15

12

作者 曾令义 潘冬 《矿冶工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第4期17-20,共4页

以广东信宜银岩锡矿崩落法转充填法为例,采用厚跨比法、简化梁法和普氏压力拱法,对隔离层最小安全厚度进行了理论研究,并通过数值模拟手段,对所选的最小隔离厚度进行了验证,研究结果对于确保矿山井下安全生产具有重要意义。

关键词 隔离层安全厚度 厚跨比法 简化梁法 普氏压力拱法 数值模拟

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基于改进普氏平衡拱理论的层状顶板安全厚度研究 被引量：10

13

作者 罗霄 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期73-80,共8页

针对露天矿区对前井工开采矿留下采空区的处理是一个重要的安全问题,依托元宝山露天煤矿隐蔽致灾地质因素综合勘探治理研究项目和平朔东露天矿采空区(空洞)综合勘察与治理项目进行深入研究,结合东露天矿的现场实际条件进行理论分析,并... 针对露天矿区对前井工开采矿留下采空区的处理是一个重要的安全问题,依托元宝山露天煤矿隐蔽致灾地质因素综合勘探治理研究项目和平朔东露天矿采空区(空洞)综合勘察与治理项目进行深入研究,结合东露天矿的现场实际条件进行理论分析,并以井工矿采空区顶板安全厚度为切入点,采用理论分析、模型构建、现场实测等方法,分析在垂直地应力和水平构造应力共同作用下平衡拱的形态演化规律和特征,对传统普氏平衡拱理论进行研究与改进,得到改正普氏平衡拱拱高计算方法,并在工程实践中得以验证。结果表明:层状顶板在垮落过程中须考虑水平应力的影响,平衡拱拱高随侧压系数的增大而减小,顶板的安全厚度也会相应减小;经现场对采空区顶板裂缝产状及发育情况观测,以改进普氏平衡拱计算所得的顶板稳定性要大于传统普氏平衡拱的结论,改进普氏平衡拱的计算结论与实际吻合较好。为保障露天矿工作面中的大型设备安全作业,进而为确定下伏井工矿采空区顶板安全厚度提供理论参考依据,同时为露天矿井采采空区稳定性的研究提供了基础。 展开更多

关键词 采空区 层状顶板 顶板变形破坏 普氏平衡拱

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普氏卸荷拱理论在治理隧道塌方中的应用 被引量：9

14

作者 高攀科 《甘肃水利水电技术》 2011年第4期50-51,59,共3页

通过对普氏卸荷拱理论的介绍及其在治理某隧道塌方中的成功应用,认为在治理塌方事故时,应同时对塌穴下方侧墙和拱顶围岩进行有效支护,这样才能获得良好的治理效果。

关键词 普氏卸荷拱 隧道 塌方 侧墙支护

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岩质隧道深浅埋划分方法及判别标准探讨 被引量：5

15

作者 邱陈瑜 郑颖人 +2 位作者 张艳涛 谭万鹏 赵尚毅 《现代隧道技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期14-21,共8页

传统的深埋与浅埋隧道划分方法以普氏压力拱理论为基础,由于普氏理论的局限性,这种划分方法不尽合理。鉴于此,文章将有限元极限分析法应用于隧道深浅埋划分中,提出了隧道深浅埋划分的三条原则。对于Ⅳ级、Ⅴ级围岩的岩质隧道,根据隧道... 传统的深埋与浅埋隧道划分方法以普氏压力拱理论为基础,由于普氏理论的局限性,这种划分方法不尽合理。鉴于此,文章将有限元极限分析法应用于隧道深浅埋划分中,提出了隧道深浅埋划分的三条原则。对于Ⅳ级、Ⅴ级围岩的岩质隧道,根据隧道的破坏模式划分深埋与浅埋,破裂面贯通至地表即为浅埋隧道,破裂面没有贯通至地表即为深埋隧道,并利用有限元强度折减法求出浅埋隧道压力拱高度,以此作为深浅埋分界线;对于围岩等级高的岩质隧道,以无衬砌隧道稳定安全系数来划分深浅埋,安全系数大于等于1.5时为深埋隧道,安全系数小于1.5时还要根据破坏模式进行深浅埋判断。此外,深浅埋隧道划分还应考虑环境、施工、地质构造、不稳定块体等因素的影响,由此可能造成围岩整体塌落,形成松散压力。最后,文章建议对于深埋隧道可按弹塑性数值分析计算,而对浅埋隧道除按弹塑性数值分析外,还需按浅埋松散荷载依据荷载-结构模式分析,以确保安全。 展开更多

关键词 深埋隧道 浅埋隧道 划分标准 普氏压力拱 有限元强度折减法 浅埋压力拱高度 稳定安全系数

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新奥法在隧道塌方中的应用

16

作者 王建忠 《广州建筑》 2007年第1期37-40,共4页

隧道塌方的一般原因是施工违背了“新奥法”支护结构设计原则,本文介绍了新奥法在隧道塌方中的应用。普氏平衡拱理论表明,在一定的地质条件下,塌方高度与开挖宽度成正比。实践证实塌方高度与普氏平衡拱理论计算结果基本相符。

关键词 新奥法 平衡拱 隧道塌方 支护结构 普氏平衡拱理论

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小净距隧道围岩稳定性及加固措施研究 被引量：2

17

作者 刘润喜 冯世展 +2 位作者 赵伟 梁斌 李文杰 《低温建筑技术》 2023年第11期124-128,共5页

为研究软弱围岩浅埋偏压小净距隧道开挖过程稳定性问题,文中依托新疆上新光隧道工程,基于普氏平衡拱理论,建立三维数值模型,分析浅埋偏压隧道在CD法施工下围岩的力学特性,并提出采用注浆锚杆的中夹岩注浆加固技术。结果表明在隧道施工... 为研究软弱围岩浅埋偏压小净距隧道开挖过程稳定性问题,文中依托新疆上新光隧道工程,基于普氏平衡拱理论,建立三维数值模型,分析浅埋偏压隧道在CD法施工下围岩的力学特性,并提出采用注浆锚杆的中夹岩注浆加固技术。结果表明在隧道施工过程中,采用CD法施工,围岩形变较小,拱腰处形变相对较大;中夹岩出现水平位移,左右线隧道在拱腰处水平位移较小,平均值为4.63 mm;对小净距隧道中夹岩柱采用9 m长锚杆和4 m长小导管注浆加固,有效提高围岩整体稳定性。 展开更多

关键词 小净距隧道 普氏平衡拱理论 中夹岩柱 小导管注浆加固

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山区隧道基于围岩稳定的合理开挖进尺分析 被引量：3

18

作者 李官群 田庆 《公路与汽运》 2021年第4期166-169,共4页

合理的开挖进尺是保障隧道施工安全与进度的关键,开挖进尺太小,稳定安全系数富裕,但费工费时,严重影响施工进度;开挖进尺太大,安全系数不足,会导致围岩变形过大甚至塌方。文中以屋场坪隧道为工程背景,分别从普氏平衡拱理论和Horn模型出... 合理的开挖进尺是保障隧道施工安全与进度的关键,开挖进尺太小,稳定安全系数富裕,但费工费时,严重影响施工进度;开挖进尺太大,安全系数不足,会导致围岩变形过大甚至塌方。文中以屋场坪隧道为工程背景,分别从普氏平衡拱理论和Horn模型出发,采用不同的理论和计算方法相互印证,研究隧道围岩稳定与开挖进尺的关系,为隧道施工提供参考。 展开更多

关键词 隧道 围岩稳定 开挖进尺 普氏平衡拱理论 Horn模型

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尾矿库排水系统上覆尾矿土压力计算方法探讨 被引量：3

19

作者 邢晓彬 于占海 《有色矿冶》 2018年第3期46-49,共4页

尾矿库排水构筑物是排泄雨洪水并回水的构筑物,该构筑物一旦遭到破坏,将造成严重危害。排水构筑物一般埋设在尾矿坝底部,其上覆盖尾砂最高可达100.0m以上,如何确定其上覆尾矿压力是结构设计过程中的关键问题,介绍了几种尾矿库排水构筑... 尾矿库排水构筑物是排泄雨洪水并回水的构筑物,该构筑物一旦遭到破坏,将造成严重危害。排水构筑物一般埋设在尾矿坝底部,其上覆盖尾砂最高可达100.0m以上,如何确定其上覆尾矿压力是结构设计过程中的关键问题,介绍了几种尾矿库排水构筑物上覆土压力常用计算方法,通过某算例分析,说明了其计算结果差异很大,最终给出了选择建议。 展开更多

关键词 排水构筑物上覆土压力 土柱理论法 普氏压力拱理论 太沙基理论 计算方法选择

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考虑土拱效应抗滑桩桩间挡土板土压力计算 被引量：1

20

作者 孙飞达 刘增荣 陈小三 《西部探矿工程》 CAS 2011年第12期40-42,共3页

从抗滑桩桩间土体的土拱效应出发,利用普氏卸荷拱理论推导出抗滑桩桩间土体成拱卸荷后抗滑桩桩间挡土板土压力的计算方法,并通过工程实例验证其方法的科学合理性,有较大的工程应用价值。

关键词 挡土板 土拱效应 普氏卸荷拱

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